原因:
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回顧人類的歷史,地球氣候的變遷起自於數千萬年來自然事件的發生。但今日,人類的活動卻立即且嚴重地影響地球氣候,溫室氣體迅速地排放到大氣中,這些氣體攫住了應散發到太空中的熱,使得原來的溫室效應更加強化,導致了地球平均溫度的上升,或所謂的全球溫暖化現象。全球溫度的上升會使得海平面升高、改變降雨量及某些地區的氣候。區域性的氣候變遷會改變森林、農穫量及水供應量並威脅人體健康、危害鳥類、魚類甚至其他更多的生態體系。沙漠也許會向現存的平原擴展、而一些國家公園的獨特景象將消失殆竟。目前科學家們尚無法測定那些地方會變得更加乾燥或更潮濕,但整體看來,似乎朝向降雨量與蒸發量增加、更強烈暴風雨以及更乾燥土地的趨勢。
某些溫室氣體自然存在於大氣中,包括水蒸汽、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、及臭氧。然而由於人類的活動,增加了這些溫室氣體的濃度。當燃燒固體廢棄物、化石燃料(石油、天然氣、煤等)、木材與木製品時,二氧化碳即被排放至大氣中;於生產與運輸煤、天然氣與石油過程中即會排放甲烷,垃圾掩埋場有機物分解時以及畜牧,亦會排放甲烷;氧化亞氮的排放,則來自於農業與工業活動,以及燃燒固體廢棄物與化石燃料所致。
至於非屬自然存在的溫室氣體包括,發泡製程、冰箱、空氣調節器等之副產品,即所知的氟氯碳化物(CFCs)與氫氟化碳(HFCs)以及由工業製程產生的過氟化碳(PFCs)。
每一溫室氣體攫住大氣中熱氣的能力均不同。HFCs與PFCs吸住熱的能力最大;甲烷吸收的熱超過二氧化碳吸收的21倍;而氧化亞氮所吸收的熱較二氧化碳所吸收的多270倍。估算溫室氣體排放量常以百萬公噸碳當量(millions of metric tons of carbon equivalents, MMTCE)為單位,亦即以其GWP值 (Global Warming Potential)計算之。
影響:
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十八世紀中葉工業革命以後,因為工業進步帶動了經濟繁榮。改善了人類生活水準,因而也加速了人口成長。由於人口成長得太快﹒地球資源有限人類為了繼續追求經濟發展,不得不過度開發地球的天然資源。於是大規模砍伐森林,以取得耕地,大量開採煤、石油和天然氣等化石燃料,以取得能源。這些人類活動會使大氣中的二氧化碳含量增加,促使大氣的溫室效應加強,導致全球的溫度上升。
首先,未來百年之中,溫度上升3℃的速率可能是地球歷史上溫度自然變異所僅見,而升溫的幅度亦可能是過去十萬年來最高的,現今氣候變遷的速率較之過去自然變遷加快了大約15~40倍。平均溫度在百年中激升3℃更意味著氣候體系中其他因子的劇烈變化,如全球降雨型態必然隨之改變,有些地方雨量大增,其他地方轉為乾旱,植物的分布將大為改變。美國環保署1988曾評估,全球暖化將使北美洲內陸中緯度地帶的夏季嚴重乾旱。除雨量外,風暴的路徑及頻度也將改變,土壤受侵蝕、搬運及淋餘作用的程度及速率也隨之改變,土壤化學的性質就變了。
這種氣候變化會對人類造成何種影響?據預測,兩極氣溫的增高,會導致格陵蘭與南極冰帽融化,海平面可能上升0.2到1.4公尺,陸地將變成茫茫大海,許多城市將被淹沒,居住在海岸線60公里以內的居民,占世界1/3的人口,將蒙受其害。中國大陸官方估計,海水面上升20公分,中國大陸沿海將有110萬公頃遭淹沒;50公分的海水面上升,則將淹沒孟加拉10萬公頃的土地。沿海低地沈沒海中,將使原來居住其地的居民流離失所,變成難民,因而可能導致社會、經濟及政治的動盪不安。另外,中緯度地區會面臨乾旱的威脅,許多農業地區將變成不毛之地的沙漠。
氣溫上升也會傷害人體的抗病能力、若再加上全球氣候變遷引發動物大遷徒,屆時極有可能促使腦炎、狂犬病、登革熱、黃熱病的大規模蔓延,後果相當可怕。
CO2濃度的增加可能有利於某些植生而抑制他類植物,而改變植物社群結構;海水面上漲也將影響海岸植物社群的生態(NRC, 1983)。
許多電腦模擬顯示,全球暖化主要將表現於高緯度地帶(Hansen et al., 1987),也因此,高緯度的生物將首當其衝,受到最大的衝擊,寒帶森林將因3℃之升溫而銳減37﹪(Emanuel et al., 1985)。也就是說,目前熱帶森林的破壞而動植物大量絕滅,將來全球暖化又將對溫帶的生物多樣性嚴重打擊。全球暖化亦將衝擊熱帶地區,主要表現於乾旱及半乾旱地區,降雨模式的變化可能造成沙漠化的擴大(Soloman, 1994)。
可能有人認為這些現象不過是誇大其詞,但自20世紀70年代以來,世界各國普遍發生氣候異常,天災頻仍的現象。1980年夏季廣闊的亞洲大陸洪水泛濫 ; 印度北方大水淹沒2/3的土地;非洲西部的長期乾旱,使若干地區飢荒遍野;1991年中國大陸華東地區空前水患,更引起國人莫大的關注。1995年初歐洲萊茵河出現百年大洪水、加卅多年乾旱後出現大豪雨、西班牙持續5年大乾旱 、美國7月熱浪造成上百人死亡、泰國10月底出現百年大洪水、菲律賓在10月底11月初至多十天之內竟出現2次颱風侵襲多人傷亡,今年英國、法國等地均出現百年難得一見的水患以上等等,均使得科學界 相信:「氣候暖化」會使得今日到未來 50年間,氣候的變動(或震盪)愈來愈顯著,各地出現創紀錄的異常天氣現 象將愈來愈頻繁,造成這些異常氣候的原因,雖未完全了解,但大多數氣象學家認為,溫室效應的影響將是不可忽視的因素。
解決方法:
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從歷年氣溫的變化,化石燃料的消耗量及大氣中CO2的濃度,三者之間的關係來看,大氣中CO2的含量實為人類環境中的隱憂。
為了緩和氣溫上升的速率,必須使大氣安定化,也就是將大氣中CO2的濃度不再繼續增加,若要經濟發展只進不退的情況下,這是很難達成的目標,但如果人們能達成拯救地球的共識,以下幾點是可行的方法:
自我做起:降低能源的使用量及提高能源的使用效率,從內心去珍惜能源、愛惜環境。在日常生活中,隨手關燈;節約用電,出門多搭乘公共交通工具,能步行更好,以節省汽油的消耗量。這些都是我們每個人做得到的事。
開源節流:研究開發潔淨無污染的能源,如太陽能、地熱、風力、 水力、潮汐及氫燃料等,這些新能源的使用,一方面避免CO2的產生,另一方面又能充分利用資源。鼓勵業者發展低耗能、低污染之產業,加強改善或淘汰高耗能、高污染之產業,加強產業升級,引進相關技術,優先進行高耗能、高污染產業的二氧化碳排放削減。
綠色處方:停止砍伐原始熱帶雨林,熱帶雨林會吸收二氧化碳、產生氧氣,地球上氧氣總量的40%,都是經由亞遜河區的熱帶雨林產生。而今日人類大量使石化燃料、大量伐木,造成大氣中的二氧化碳濃度提高,使得太陽輻射熱傳入地球表面後,不易再反射出去。 所以我們一方面要阻止現有森林的破壞,另一方面有計畫的造林, 大量培養植物,以發揮其淨化大氣的功能。